SAW模块、香味吸取设备以及SAW模块的制造方法与流程

saw模块、香味吸取设备以及saw模块的制造方法
技术领域
1.本发明涉及saw模块、香味吸取设备以及saw模块的制造方法。


背景技术：

2.以往，已知有通过使用具有由梳状电极对构成的idt(interdigital transducer叉指换能器)的压电元件基板发生表面弹性波(saw：surface acoustic wave)使液体雾化的saw模块(例如，参照专利文献1～2)。
3.另外，还提出有将这样的saw模块使用于香味吸取设备的技术(例如，参照专利文献3)。而且，还提出有在idt的表面形成绝缘性的镀层的技术(例如，参照专利文献4)。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：(日本)特开2012-24646号公报
7.专利文献2：(日本)特表2016-513992号公报
8.专利文献3：美国专利2017/0280771号说明书
9.专利文献4：(日本)特开平11-114467号公报


技术实现要素：

10.第一特征为：一种saw模块，其具备：压电元件基板，其包含压电体；idt，其设置于压电元件基板的表面上，由梳状电极对构成；镀层，其覆盖压电元件基板以及idt；镀层设置于压电元件基板的表面、压电元件基板的端面、以及压电元件基板的表面和压电元件基板的端面之间的角部。
11.第二特征为：如第一特征的saw模块，其中，镀层在压电元件基板的表面具有600nm～1400nm的厚度。
12.第三特征为：如第一特征或者第二特征的saw模块，其中，镀层在压电元件基板的端面为600nm以上，且具有压电元件基板的表面的镀层的厚度的50％以上的厚度。
13.第四特征为：如第一特征至第三特征中任一项的saw模块，其中，镀层在压电元件基板的表面和压电元件基板的端面之间的角部为600nm以上，且具有压电元件基板的表面中的镀层的厚度的50％以上的厚度。
14.第五特征为：如第一特征至第四特征中任一项的saw模块，其中，镀层包含sio2以及sin中任何一种。
15.第六特征为：一种香味吸取设备，其具备第一特征至第五特征中任一项的saw模块。
16.第七特征为：一种saw模块的制造方法，其具有：在包含压电体的压电元件基板的晶圆表面，形成多个由梳状电极对构成的idt的工序；将晶圆切断为模块单位的工序；形成将切断的压电元件基板以及idt覆盖的镀层的工序；在形成镀层的工序中，在压电元件基板的表面、压电元件基板的端面、以及压电元件基板的表面和压电元件基板的端面之间的角
部形成镀层。
17.第八特征为：如第七特征的saw模块的制造方法,其中，在形成镀层的工序中，通过cvd法(气相沉积法)、ald法(原子层沉积法)以及喷涂中任一种形成镀层。
18.第九特征为：如第七特征或第八特征的saw模块的制造方法，其中，还具有进行对镀层提高亲水性的处理的工序。
附图说明
19.图1是示出实施方式的saw模块的图。
20.图2是示出从压电元件基板的表面侧观察saw模块的平面图。
21.图3是示出saw模块的截面的图。
22.图4是示出因saw的振动而剥落的镀层的图。
23.图5a是示出在压电元件基板的表面形成1000nm的镀层，且使saw模块驱动250次后的saw模块的截面的图。
24.图5b是示出在压电元件基板的表面形成1000nm的镀层，且使saw模块驱动250次后的saw模块的截面的表面侧的一部分的图。
25.图5c是示出在压电元件基板的表面形成1000nm的镀层，且使saw模块驱动250次后的saw模块的截面的端面的一部分的图。
26.图5d是示出在压电元件基板的表面形成1000nm的镀层，且使saw模块驱动250次后的saw模块的截面的背面侧的一部分的图。
27.图6是示出对每个镀层的厚度，确认镀层的剥落以及压电元件基板的裂缝发生的结果的图。
28.图7是示出在压电元件基板的端面和角部剥落的镀层的图。
具体实施方式
29.以下，对实施方式说明。需要注意的是，在以下附图的记载中，对相同或者类似的部分，标注相同或者类似的标记。但是，附图是示意性的，应当注意各个尺寸的比例等可能与现实不同。
30.因此，具体的尺寸等应该参酌以下的说明判断。另外，当然还包含在附图相互之间相互的尺寸关系和比例不同的部分。
31.[公开的概要]
[0032]
如在背景技术所说明地，提出有在idt的表面形成绝缘性的镀层的技术。但是，在压电元件基板的端面使液体雾化的情况下，可能由于saw的振动导致在idt的表面形成的镀层剥落。另外，在压电元件基板的表面发生微裂缝的情况下，可能由于saw的振动导致压电元件基板产生裂缝。因此，需要进一步改善saw模块的耐久性。
[0033]
公开的概要中的saw模块具备包含压电体的压电元件基板、设置于压电元件基板的表面上的由梳状电极对构成的idt、覆盖压电元件基板以及idt的镀层。镀层设置于压电元件基板的表面、压电元件基板的端面、以及压电元件基板的表面和压电元件基板的端面之间的角部。
[0034]
根据公开的概要，镀层设置于压电元件基板的表面、压电元件基板的端面、以及压
电元件基板的表面和压电元件基板的端面之间的角部。因此，能够抑制镀层的剥落和压电元件基板的裂缝的发生，从而提高saw模块的耐久性。
[0035]
[实施方式]
[0036]
(saw模块)
[0037]
以下，对实施方式的saw模块说明。图1是示出实施方式的saw模块30的图。图2是示出从压电元件基板31的表面侧观察saw模块30的平面图的图。图3是示出saw模块30的截面的图。saw模块30使用于例如未图示的香味吸取设备，且使例如从未图示的液体储存部被供给的应雾化的液体雾化。
[0038]
如图1～图3所示，saw模块30具有压电元件基板31、电极(由主体部分32以及梳状电极对33构成的idt)、镀层34、散热机构35。压电元件基板31构成为通过向梳状电极对33施加高频率(共振频率)的电压而产生saw的振动使液体雾化。
[0039]
压电元件基板31具有：配置有主体部分32以及梳状电极对33的表面31f、设置于表面31f的相反侧的背面31b、连接表面31f和背面31b的端面31e、在表面31f和端面31e之间的角部31c。压电元件基板31包含由于电压的施加而伸缩的压电体。有时将压电元件基板31中配置有梳状电极对33的部分称为配置部分30a。压电体只要至少构成表面31f就可以。作为压电体，能够使用由石英、钛酸钡、铌酸锂等陶瓷等构成的公知的压电体。
[0040]
主体部分32与未图示的香味吸取设备的电源电连接。主体部分32具有与成为梳状电极对33的一方的第一梳状电极33a为一体的第一主体部分32a、和与成为梳状电极对33的另一方的第二梳状电极33b为一体的第二主体部分32b。第一主体部分32a以及第二主体部分32b配置为在相对于saw的行进方向a的正交方向b上夹着配置部分30a。从电源输出的电力通过主体部分32向梳状电极对33供给。
[0041]
梳状电极对33具有第一梳状电极33a以及第二梳状电极33b。第一梳状电极33a以及第二梳状电极33b在saw的行进方向a交替配置。第一梳状电极33a具有从第一主体部分32a沿着正交方向b延伸的形状。第二梳状电极33b具有从第二主体部分32b沿着正交方向b延伸的形状。例如梳状电极对33由溅射法或蒸镀法形成的金属等构成。
[0042]
在图3中，镀层34以覆盖压电元件基板31的表面31f、端面31e以及角部31c的方式设置，是覆盖压电元件基板31、主体部分32以及梳状电极对33的绝缘性的层。需要注意的是，镀层34可以在与saw的行进方向a平行的压电元件基板31的端面31e等不发生液体的雾化的区域省略一部分。
[0043]
镀层34只要由能够抑制压电元件基板31伴随液体的附着等的改性的材料，且具有高电阻、低透水率、以及与压电元件基板31相等的杨氏模量、热膨胀系数以及密度的材料构成即可。例如，镀层34可以由铁氟龙、聚对二甲苯、二氧化硅、氮化硅和氧化铝一样的材料构成。另外，镀层34需要均一地附着于表面31f、端面31e以及角部31c，因此可以由cvd法、ald法以及喷涂的任何一种形成。
[0044]
如上所述，在仅在idt的表面形成镀层34的情况下，在压电元件基板31的端面31e使液体雾化时，镀层34可能由于saw的振动而剥落。图4是示出由于saw的振动而剥落的镀层34的图。在图4中，由虚线包围的区域36示出在压电元件基板31的端面31e液体被供给，由于saw的振动镀层34剥落的区域。这是因为液体从压电元件基板31的表面31f和镀层34的间隙浸入，由于saw的振动液体雾化，从而镀层34从压电元件基板31的表面31f被上推而剥落。
[0045]
因此，通过将镀层34以覆盖压电元件基板31的表面31f、端面31e以及角部31c的方式设置，能够抑制液体接触压电元件基板31。另外，镀层34除了压电元件基板31的表面31f、端面31e以及角部31c之外，还可以设置于压电元件基板31的背面31b。根据这样的结构，能够进一步抑制液体接触压电元件基板31。
[0046]
另外，通过设置镀层34，即使在压电元件基板31的表面31f有微裂缝的情况下，由于镀层34覆盖微裂缝，从而能够抑制由于saw的振动压电元件基板31发生裂缝。这是因为镀层34可以抑制由于振动能量的一部分而产生的温度变化所导致的压电元件基板31的伸缩。
[0047]
在此，发明者等进行了优化镀层34的厚度的实验。具体地，发明人等通过等离子体cvd法在包含以铌酸锂为压电体的压电元件基板31上形成由二氧化硅构成的镀层34，从而制造saw模块30，并确认镀层34的剥落以及压电元件基板31的裂缝的发生。需要注意的是，镀层的成膜条件为：压力：60pa、温度：300℃、等离子体施加电功率：1.2w/cm2、前体(双(乙基甲基氨基)硅烷)流量：5～10sccm、ar流量：100sccm、o2流量：150sccm、es(电极-基板)距离：30mm。
[0048]
优化镀层34的厚度的实验是根据以下2种观点进行。第一种：在镀层34为薄的情况下，由于saw的振动在例如压电元件基板31的角部31c产生裂缝，液体从该裂缝浸入从而镀层34剥落，或者镀层34不能充分抑制压电元件基板31的伸缩，从而在压电元件基板31上产生裂缝。
[0049]
第二种：在镀层34为厚的情况下，压电元件基板31和镀层34的热膨胀率的差的影响变大，在压电元件基板31和镀层34之间发生形变，从而在压电元件基板31产生裂缝。
[0050]
图5a～图5d是示出在压电元件基板31的表面31f、端面31e以及角部31c形成1000nm的镀层34，且使saw模块30驱动250次(1750sec)后的saw模块30的截面的图。图5a示出saw模块30的截面，图5b示出saw模块30的截面的表面31f侧的一部分，图5c示出saw模块30的截面的端面31e的一部分，图5d示出saw模块30的截面的背面31b侧的一部分。
[0051]
saw模块30的驱动条件为：液体的供给速度：3ul/sec、驱动功率：9w。如图5a～图5d所示，可以知道：在压电元件基板31的表面31f、端面31e以及角部31c形成1000nm的镀层34的情况下，在压电元件基板31的表面31f、端面31e以及角部31c任何一个，镀层34的剥落和压电元件基板31的裂缝都未发生。
[0052]
图6是示出对每个镀层的厚度，确认镀层的是否剥落以及压电元件基板的裂缝是否发生的结果的图。如图6所示，能够确认：在镀层34的表面31f的厚度为600nm～1400nm的范围内，镀层34的剥落和压电元件基板31的裂缝都未发生。
[0053]
在图6中，
◎
表示在使saw模块30驱动250次(1750sec)后，镀层34的剥落或者压电元件基板31的裂缝未发生。另外，
○
表示在使saw模块30驱动150次(1250sec)左右的情况下，发生了镀层34的剥落或者压电元件基板31的裂缝。另外，
×
表示在saw模块30的驱动在10次(50sec)以下的情况下，发生了镀层34的剥落或者压电元件基板31的裂缝。需要注意的是，在图6中即使为
○
，在减小saw模块30的驱动功率的情况下，镀层34的剥落也变得难以发生。
[0054]
图7是示出在压电元件基板31的端面31e和角部31c剥落的镀层34的图。在图7中，在压电元件基板31的表面31f形成1000nm的镀层34，在压电元件基板31的端面31e以及角部31c形成400nm的镀层34。
[0055]
如图7所示，从相对压电元件基板31的表面31f中的镀层34的厚度，压电元件基板31的端面31e以及角部31c中的镀层34的厚度更薄的情况中，可以知道在压电元件基板31的端面31e和角部31c，镀层34发生剥落。
[0056]
根据这些结果，并基于镀层34在压电元件基板31的端面31e以及角部31c比在压电元件基板31的表面31f更难以形成，发明人等研究发现压电元件基板31的表面31f、端面31e以及角部31c中的镀层34所期望的厚度如下。
[0057]
即，在压电元件基板31的表面31f，最适合的镀层34的厚度为600nm～1400nm，优选为1000nm～1400nm。另外，在压电元件基板31的端面31e，最适合的镀层34的厚度是600nm以上，是压电元件基板31的表面31f中的镀层34的厚度的50％以上。另外，在压电元件基板31的角部31c，最适合的镀层34的厚度是600nm以上，是压电元件基板31的表面31f中的镀层34的厚度的50％以上。
[0058]
通过使压电元件基板31的表面31f、端面31e以及角部31c中的镀层34的厚度为上述的厚度，能够抑制镀层34的剥落以及压电元件基板31发生裂缝，从而提高saw模块30的耐久性。
[0059]
回到图3，散热机构35是构成为带走由于压电元件基板31的角部31c中的表面弹性波的反射而产生的热的机构。散热机构35包含由具有比压电元件基板31的热传导性更高的热传导性的材料构成的散热层以及珀耳帖元件的至少一种。
[0060]
在图3所示的示例中，散热机构35是配置于压电元件基板31的背面31b的散热层。但是，实施方式不限于此。例如，散热机构35只要与压电元件基板31接触就可以，可以配置于压电元件基板31的表面31f。散热机构35可以为珀耳帖元件。散热机构35也可以包含散热层以及珀耳帖元件双方。
[0061]
例如，作为散热层，可以使用铝、铜、铁等金属，也可以使用碳、氮化铝、陶瓷。例如，珀耳帖元件可以通过粘连剂(油脂、环氧树脂、金属膏)与压电元件基板31贴合。粘连剂的热传导性优选为比0.1w/m/k高。而且，粘连剂的热传导性优选为比0.5w/m/k高。接着层优选为薄的，薄的接着层能够由丝网印刷实现。
[0062]
如图3所示，在压电元件基板31的背面31b一侧设置有构成为将液体向压电元件基板31供给的液体供给部60。液体供给部60经由压电元件基板31的端面31e将液体向压电元件基板31的表面31f供给。例如，液体供给部60是注射泵。注射泵可以为手动式，也可以为电动式。需要注意的是，液体供给部60也可以为通过毛细作用供给液体的部件。
[0063]
另外，在梳状电极对33和液体被供给的压电元件基板31的端面31e之间，形成于压电元件基板31的表面31f的镀层34的至少一部分可以通过后述的提高亲水性的处理亲水化。由此，从液体供给部60供给的液体易于在压电元件基板31的表面31f移动，从而促进雾化。
[0064]
在液体储存部为烟弹的情况下，液体供给部60可以根据烟弹是否安装自动地将液体向saw模块30供给。在设置有用于驱动香味吸取设备1的电源开关的情况下，液体供给部60可以根据电源开关是否开启自动地将液体向saw模块30供给。
[0065]
(saw模块的制造方法)
[0066]
以下，对实施方式的saw模块的制造方法说明。首先，在包含压电体的压电元件基板31的晶圆表面形成多个由梳状电极对33构成的idt。接着，将形成idt的晶圆切断为saw模
块30的模块单位。
[0067]
接着，形成将切断的压电元件基板31以及idt覆盖的镀层34。在此，在形成镀层34的工序中，在压电元件基板31的表面31f、压电元件基板31的端面31e、以及压电元件基板31的表面31f和端面31e之间的角部31c形成镀层34。此时，镀层34可以由cvd法、ald法以及喷涂的任何一种形成。另外，还可以具有进行对镀层34提高亲水性的处理的工序。作为提高亲水性的处理，例如在镀层34的表面再镀具有亲水性的材料，或者在镀层34的表面通过物理加工设置细微的凹凸。
[0068]
这样地，在将晶圆切断为saw模块30的模块单位后，通过形成覆盖压电元件基板31以及idt的镀层34，能够在压电元件基板31的表面31f、端面31e以及角部31c形成镀层34。其结果是，能够抑制镀层34的剥落以及压电元件基板31发生裂缝，从而提高saw模块30的耐久性。
[0069]
根据上述结构的香味吸取设备1，saw模块30具备：包含压电体的压电元件基板31、设置于压电元件基板31的表面31f上的由梳状电极对33构成的idt、和覆盖压电元件基板31以及idt的镀层34，镀层34设置于压电元件基板31的表面31f、压电元件基板31的端面31e、以及压电元件基板31的表面31f和压电元件基板31的端面31e之间的角部31c。因此，能够抑制镀层34的剥落和压电元件基板31发生裂缝，从而提高saw模块30的耐久性。
[0070]
以上，对本发明的一个实施方式进行了说明，但上述发明的实施方式是用于使本发明的更容易理解，而不是用于限定本发明。本发明在不脱离其主旨的情况下，可以变更、改良的同时还包含其等同物。另外，在能够解决上述技术问题的至少一部分的范围内或者取得至少一部分效果的范围内，权利要求书以及说明书所记载的各个构成要素的组合或者省略都是可能的。
[0071]
附图标记说明
[0072]
1：香味吸取设备；
[0073]
30：saw模块；
[0074]
31：压电元件基板；
[0075]
32：主体部分；
[0076]
33：梳状电极对；
[0077]
34：镀层；
[0078]
35：散热机构；
[0079]
31b：背面；
[0080]
31c：角部；
[0081]
31e：端面；
[0082]
31f：表面。